Детаљан поглед на принцип рада инфрацрвених термометара
Инфрацрвени термометар се састоји од оптичког система, фотодетектора, појачивача сигнала, јединице за обраду сигнала, дисплеја и излазног модула. Оптички систем прикупља енергију инфрацрвеног зрачења од мете у свом видном пољу. Величина видног поља је одређена оптичким компонентама термометра и њиховим распоредом. Инфрацрвена енергија се фокусира на фотодетектор и претвара у одговарајући електрични сигнал. Овај сигнал пролази кроз појачало и коло за обраду сигнала. Након калибрације засноване на уграђеним алгоритмима и циљној емисивности, она се претвара у температурну вредност мереног циља.
У природи, сви објекти са температуром изнад апсолутне нуле непрекидно емитују енергију инфрацрвеног зрачења у околни простор. Величина инфрацрвене енергије зрачења објекта и његова дистрибуција по таласним дужинама имају блиску корелацију са температуром његове површине. Због тога се површинска температура објекта може прецизно измерити детекцијом инфрацрвене енергије коју зрачи сам објекат. Ово чини објективну основу термометрије инфрацрвеног зрачења.
Црно тело је идеалан радијатор. Он апсорбује енергију зрачења свих таласних дужина без рефлексије или трансмисије, а његова површинска емисивност је једнака 1. Међутим, скоро сви стварни објекти у природи нису црна тела. За проучавање закона дистрибуције инфрацрвеног зрачења мора се усвојити одговарајући теоријски модел. Планк је предложио модел квантизованог осцилатора за зрачење шупљине, што је довело до Планковог закона зрачења црног тела – спектралног зрачења црног тела израженог као функција таласне дужине. Ово је основа свих теорија инфрацрвеног зрачења и познато је као закон о зрачењу црног тела.
Количина зрачења стварних објеката зависи не само од таласне дужине зрачења и температуре објекта, већ и од врсте материјала, методе производње, термичке историје, стања површине и услова околине. Стога, да би се закон о зрачењу црног тела применио на стварне објекте, мора се увести пропорционални коефицијент који се односи на својства материјала и стање површине, односно емисивност. Овај коефицијент показује колико се топлотно зрачење стварног објекта приближава топлотном зрачењу црног тела, у распону од 0 до мање од 1. Према законима зрачења, карактеристике инфрацрвеног зрачења било ког објекта могу се одредити када се зна емисивност материјала. Главни фактори који утичу на емисивност укључују врсту материјала, храпавост површине, физичку и хемијску структуру и дебљину материјала.
Када мери циљну температуру термометром за инфрацрвено зрачење, инструмент прво детектује количину инфрацрвеног зрачења мете унутар свог спектралног опсега, а затим израчунава циљну температуру. За једнобојне термометре, очитавање је пропорционално количини зрачења унутар опсега. За двобојне термометре, очитавање је пропорционално односу количина зрачења из два спектрална опсега.
